Установка для термообработки поверхностей сквозных вертикальных отверстий

 

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение качества обработки. Установка содержит нагревательное устройство, включающее полый цилиндр (Ц) 2 из электроизоляционного материала с проточкой. Сверху и снизу к Ц 2 пристыкованы полые электроды 3, 4, закрепленные на внутренних поверхностях плит Ц. Верхняя плита соединена с бункером 6, а нижняя - со сборником 7, которые загружены электропроводным дисперсным порошком 8, проходящим через трубопровод 9 и через полый Ц 2 нагревателя. Изделие 1 с обрабатываемым отверстием закреплено на механизме 10 подачи и перемещения. Для проведения качественной термообработки ширина проточки в Ц 2 должна составлять 1/2-1/3 диаметра Ц. Изобретение позволяет осуществлять процесс термообработки с самозакалкой поверхностей сквозных вертикальных отверстий различного диапазона диаметров. 3 ил.

СОЮЗ С06ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

6В (И)(А1 (51)5 С 21 0 1 40 1 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОИ ЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4445333/31-02 (22) 20.06,88 (46) 15.08.90. Бюл. № 30 (71) Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова

{72) Н.В.Антонишин, М.А.Геллер, И.С.Желудкевич, П.С.Гурченко и В.И.Иванютенко (53) 621.365.3.002.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 53236, кл. 18 С 1/66, 1938, Натент США № 4531987, кл, 4 C 21 D 1/18, 1985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ СКВОЗНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ

ОТВЕРСТИЙ (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение качества обработки. Установка содержит нагревательное устройство, 2 включающее полый цилиндр (Ц) злектроизоляционного материала с проточкой. Сверху и снизу к Ц 2 пристыкованы полые электроды 3, 4, закрепленные на внутренних поверхностях плит Ц. Верхняя плита соединена с бункером 6, а нижняя — со сборником

7, которые загружены электропроводным дисперсным порошком 8, проходящим через трубопровод 9 и через полый Ц 2 нагревателя. Иэделие I с обрабатываемым отверстием закреплено на механизме 10 подачи и перемещения.

Для проведения качественной термообработки ширина проточки в Ц 2 должна составлять ) /2-1/3 диаметра Ц. Изобретение позволяет осуществлять процесс термообработки с самоэакалкой поверхностей сквозных вертикальных отверстий различного диапаэона диа метров. 3 ил.

1585344 4

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для нагрева сквозных отверстий деталей при их термообработки.

Цель изобретения - повышение качества обработки.

На фиг. 1 представлена схема установки, общий вид, на фиг. 2 — узел

I на фиг. 1; на фиг. 3 " цилиндр,, аксонометрия.

В отверстие изделия 1 введен полый цилиндр 2 нагревателя из электроизоляционного материала (например, керамика). Сверху и снизу к цилиндру 2 пристыкованы полые электроды

З.и 4, которые закреплены на фланцах механизма 5 перемещения нагревателя.

Верхний фланец соединен с бункером 6, а нижний — с сборником 7, которые за- 20 гружены электропроводным дисперсным порошком 8, проходящим через тпубопровод 9 и через цилиндр 2. Изделие

1 с обрабатываемым отверстием закреплено на механизме подачи и перемеще- 25 ния 10.

Установка работает следующим образом.

Изделие 1 устанавливают на механизм 10 и совмещают ось отверстия из- 30 делия с осью вращения верхнего фланца механизма 5. В отверстие изделия снизу вводят цилиндр 2 нагревателя, который закреплен совместно с полым электродом на нижнем фланце механизма 5, до совмещения с полым электродом верхнего фланца, причем проточку цилиндра 2 совмещают внутренней обрабатываемой поверхностью ответстия изделий 1. В бункер 6 засыпают электропроводный порошок 8, например графит, который под действием силы тяжести просыпается через трубопровод 9 верхнего фланца, через верхний электрод 3, проходит через цилиндр 2 к нижнему полому электроду 4-и высыпается н сборник 7, после чего включают механизм вращения 5. Цилиндр 2 с просыпающимся в нем порошком 8 своей проточной последовательно пробегает всю окружность отверстия. Одновременно на электроды 3 и 4 подают напряжение.

Столб порошка 8 между электродами 3 и 4 имеет омическое сопротивление. и на нем вьделяется электрическая мощность. В электрическую цепь между

55 электродами включено также сопротивление самого иэделия, напряжение на которое передается движущимся электропроводным порошком 8. Так как сопротивление металла иэделия значительно меньше столба электропроводного дни" жущегося порошка 8, высота которого равна высоте отверстия, то по закону о параллельном нключении проводников ток обратно пропорционален их сопротивлениям. Поэтому основная элек трич еска я мощность, спос обствующая тепловьделению и нагреву, вьделяется на полоске ннутренней поверхности отнерстия, При вращении цилиндра 2 эта разогреваемая полоска перемещается совместно с цилиндром по всей окружности отверстия, Скорость разогрева изделия можно регулировать в широких пределах.

При изменении скорости вращения цилиндра 2 изменяется время контакта порошка 8 со стенкой отверстия. Таким образом, широкие возможности управления- электрической мощностью предоставляют большой интервал времени разогрева стенок и отверстия, При определенных значениях параметров может быть осуществлен процесс самозакалки, при котором время разогрева металла на определенную глубину до температуры закалки меньше, чем время растекания температуры теплопроводности н глубину изделия, а скорость охлаждения поверхностного слоя за счет теплопронодности в глубину металла выше критической скорости закалки. Геометрические размеры проточки и, в частности, его ширина оценивались из тенлофизических условий самозакалки поверхности отверстия. Для осуществления самоэакалки необходим быстрый нагрев поверхности отверстия мощным источником. При этом время нагрева определяется из условия, что растекание тепла за счет теплопронодности минимально. При знач ени ях ширины п рот очк и цилиндра, составляющих 1/3-1/2 диаметра цилинд" ра, плотнос ть теплового потока, идущего на нагрев поверхности отверстия через проточки, обеспечивает быстрый нагрев поверхности за доли секунды.

При 1 (1/Зй мощность выше, что приводит к уменьшению времени, необходимого для нагрева до заключений температуры, н к неоправданному увеличению скорости вращения цилиндра.

При 1 ) 1/2d мощнссть меньше необходимой для регуляации процесса самозакалки. Соотношение диаметров

5 158 цилиндра и отверстия иэделия должно быть приблизительно 1:2. При увеличении диаметра цилиндра уменьшается сопротивление столба засыпки и увеличивается ток, идущий на нагрев детали, что приведет к перегреву детали. При уменьшении диаметра увеличивается сопротивление столба за сынки и падает величина тока, что приведет к уменьшению мощности и невыполнению условий самоэакалки.

При использовании в качестве порошка 8 углеродосодержащих частиц за счет их электрического контакта с металлом, появляются микродуги, способствующие выделению атомарного углерода, который, диффундируя вглубь металла, цементирует изделие.

Формула изобретения

Установка для термообработки поверхностей сквозных вертикальных отверстий металлических изделий, содержащее нагревательное устройство, устройства перемещения нагреватель5344 6 ного устройства и изделия, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с. целью повышения качества обработки, она

Б снабжена бункером для мелкодисперсного электропроводящего порошка, сборником порошка, устройство перемещения нагревательного устройства выполнено в виде в ер тик ально ус та нов ленных, 1p имеющих воэможность вращения в горизонтальной плоскости горизонтальных плит с отверстиями, нагревательное устройство выполнено в виде полого электроизоляционного цилиндра с про15 точкой для размещения в ней обрабаты-. ваемого участка изделий, расположенного перпендикулярно его оси, и электродов, установленных по концам цилиндра и прикрепленных к внутренним

20 поверхностям плит, при этом отверстия плит совпадают с полостью цилиндра, бункер соединен с верхней плитой, а сборник размещен под нижней плитой, при этом длина проточки

25 составляет 1/3-1/2 диаметра цилиндра.

1585344

Составигель Ю. Усатый

Техреду Л.Сердюкова Корректор А. Оспуленко

Редактор М. Иедолуженко

Заказ 2304 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раунская наб., д., 4 5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101